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螺[4,5]-癸烷和螺[5,6]-十二烷燃料热解机理及反应动力学研究
1
作者
王鸿燕
孙欣悦
+3 位作者
周雨柔
刘国柱
王宇桐
曹景沛
《燃料化学学报（中英文）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期1020-1034,共15页
采用B3LYP/6-311++G(d,p)和反应性分子动力学方法,对螺[4,5]-癸烷(C_(10)H_(18))和螺[5,6]-十二烷(C_(12)H_(22))的热解机理进行研究,揭示不同碳环结构和尺寸效应对燃料初始分解反应活性及小分子和芳烃产物生成行为的影响。结果表明,两...
采用B3LYP/6-311++G(d,p)和反应性分子动力学方法,对螺[4,5]-癸烷(C_(10)H_(18))和螺[5,6]-十二烷(C_(12)H_(22))的热解机理进行研究,揭示不同碳环结构和尺寸效应对燃料初始分解反应活性及小分子和芳烃产物生成行为的影响。结果表明,两种螺环烷烃燃料初始分解路径相似,均通过单分子碳碳键解离发生开环异构反应和小分子自由基进攻燃料母体的氢提取反应而消耗。相较于C_(10)H_(18),C_(12)H_(22)中分子张力更大的七元环使速控步碳碳键及碳氢键能更低,导致燃料呈现出更低的初始分解温度和更高的反应活性。两种螺环燃料初始分解产生的自由基进一步影响了C1−C7小分子烃类和环烯产物的生成。其中,乙烯的生成始终占据主导地位。由于螺环尺寸效应的影响,链烃和环烯烃的生成表现出明显的结构差异性。对于C_(10)H_(18)分解而言,生成大量的五元环烯产物,包括环戊二烯、环戊烯、富烯、甲基环戊二烯和甲基环戊烯;而C_(12)H_(22)中更大的七元环结构,将生成对应的七元环烯产物(环庚烯、亚甲基环庚烷)。
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关键词
螺环烷烃高密度燃料
热解机理
反应动力学
密度泛函理论
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职称材料
裂解态正癸烷点火延迟时间的理论研究
被引量：
1
2
作者
王鸿燕
裴闪闪
+2 位作者
王莅
张香文
刘国柱
《含能材料》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第5期398-406,共9页
在先进飞行器发动机中,吸热碳氢燃料在进入燃烧室之前会发生热裂解反应,生成未反应燃料和小分子裂解产物的混合物(称为裂解态燃料)。本工作研究了在1300~1800 K、0.1~3.0 MPa和当量比为1.0的条件下,不同的裂解转化率、裂解压力、点火压...
在先进飞行器发动机中,吸热碳氢燃料在进入燃烧室之前会发生热裂解反应,生成未反应燃料和小分子裂解产物的混合物(称为裂解态燃料)。本工作研究了在1300~1800 K、0.1~3.0 MPa和当量比为1.0的条件下,不同的裂解转化率、裂解压力、点火压力和自由基对正癸烷裂解着火特性的影响。通过采用一种精确的组合机理,从理论上计算了流动反应器中3.0和5.0 MPa下正癸烷裂解组分,与文献中的实验结果吻合较好。结果表明,正癸烷在3 MPa和5 MPa下裂解的出口转化率分别为46.2%和58.8%,裂解产物分布一致,但乙烯的含量随着压力的升高明显的降低,而烷烃含量随着压力的增大而增加。尽管自由基总体含量很低,但在3 MPa条件下裂解产物中的自由基浓度依然高于5 MPa条件下。对于点火延迟时间的计算结果则表明,裂解态正癸烷的点火延迟时间随着转化率的增大而延长,且在5 MPa下随着转化率的变化更明显。相同转化率下,5 MPa下的裂解态正癸烷的点火延迟时间比3 MPa下更短。此外,与无自由基的裂解正癸烷相比,裂解正癸烷中自由基的存在可以加速着火过程,转化率小于40%时,着火延迟时间缩短15%以上。
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关键词
点火延迟时间
裂解态燃料
正癸烷
自由基
灵敏度分析
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职称材料
题名
螺[4,5]-癸烷和螺[5,6]-十二烷燃料热解机理及反应动力学研究
1
作者
王鸿燕
孙欣悦
周雨柔
刘国柱
王宇桐
曹景沛
机构
中国矿业
大学
江苏省碳资源精细化利用工程研究中心
天津大学化学工学院教育部绿色化学技术重点实验室
沈阳化工
大学
化
工学院
出处
《燃料化学学报（中英文）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期1020-1034,共15页
基金
江苏省自然科学基金(BK20221134)
国家自然科学基金(22208371)
江苏省双创博士(JSSCBS20221514)资助。
文摘
采用B3LYP/6-311++G(d,p)和反应性分子动力学方法,对螺[4,5]-癸烷(C_(10)H_(18))和螺[5,6]-十二烷(C_(12)H_(22))的热解机理进行研究,揭示不同碳环结构和尺寸效应对燃料初始分解反应活性及小分子和芳烃产物生成行为的影响。结果表明,两种螺环烷烃燃料初始分解路径相似,均通过单分子碳碳键解离发生开环异构反应和小分子自由基进攻燃料母体的氢提取反应而消耗。相较于C_(10)H_(18),C_(12)H_(22)中分子张力更大的七元环使速控步碳碳键及碳氢键能更低,导致燃料呈现出更低的初始分解温度和更高的反应活性。两种螺环燃料初始分解产生的自由基进一步影响了C1−C7小分子烃类和环烯产物的生成。其中,乙烯的生成始终占据主导地位。由于螺环尺寸效应的影响,链烃和环烯烃的生成表现出明显的结构差异性。对于C_(10)H_(18)分解而言,生成大量的五元环烯产物,包括环戊二烯、环戊烯、富烯、甲基环戊二烯和甲基环戊烯;而C_(12)H_(22)中更大的七元环结构,将生成对应的七元环烯产物(环庚烯、亚甲基环庚烷)。
关键词
螺环烷烃高密度燃料
热解机理
反应动力学
密度泛函理论
Keywords
high-energy-density spiro-fuels
pyrolysis mechanism
reaction kinetics
density functional theory
分类号
TQ203 [化学工程—有机化工]
TQ517 [化学工程]
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职称材料
题名
裂解态正癸烷点火延迟时间的理论研究
被引量：
1
2
作者
王鸿燕
裴闪闪
王莅
张香文
刘国柱
机构
天津大学
化学
工学院
出处
《含能材料》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第5期398-406,共9页
基金
National Natural Science Foundation of China(21522605 and 21776210)
Tianjin Natural Science Foundation(18JCJQJC46800)。
文摘
在先进飞行器发动机中,吸热碳氢燃料在进入燃烧室之前会发生热裂解反应,生成未反应燃料和小分子裂解产物的混合物(称为裂解态燃料)。本工作研究了在1300~1800 K、0.1~3.0 MPa和当量比为1.0的条件下,不同的裂解转化率、裂解压力、点火压力和自由基对正癸烷裂解着火特性的影响。通过采用一种精确的组合机理,从理论上计算了流动反应器中3.0和5.0 MPa下正癸烷裂解组分,与文献中的实验结果吻合较好。结果表明,正癸烷在3 MPa和5 MPa下裂解的出口转化率分别为46.2%和58.8%,裂解产物分布一致,但乙烯的含量随着压力的升高明显的降低,而烷烃含量随着压力的增大而增加。尽管自由基总体含量很低,但在3 MPa条件下裂解产物中的自由基浓度依然高于5 MPa条件下。对于点火延迟时间的计算结果则表明,裂解态正癸烷的点火延迟时间随着转化率的增大而延长,且在5 MPa下随着转化率的变化更明显。相同转化率下,5 MPa下的裂解态正癸烷的点火延迟时间比3 MPa下更短。此外,与无自由基的裂解正癸烷相比,裂解正癸烷中自由基的存在可以加速着火过程,转化率小于40%时,着火延迟时间缩短15%以上。
关键词
点火延迟时间
裂解态燃料
正癸烷
自由基
灵敏度分析
Keywords
ignition delay time
cracked fuels
n-decane
free radicals
sensitivity analysis
分类号
TK16 [动力工程及工程热物理—热能工程]
TQ511.1 [化学工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
螺[4,5]-癸烷和螺[5,6]-十二烷燃料热解机理及反应动力学研究
王鸿燕
孙欣悦
周雨柔
刘国柱
王宇桐
曹景沛
《燃料化学学报（中英文）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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下载PDF
职称材料
2
裂解态正癸烷点火延迟时间的理论研究
王鸿燕
裴闪闪
王莅
张香文
刘国柱
《含能材料》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
1
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职称材料
已选择
0
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参考文献
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